污水处理厂AB法工艺改造方案的探讨

陈勇滨

（漳州市供排水管理处，福建 漳州 363000）

污水处理厂AB法工艺改造方案的探讨

陈勇滨

（漳州市供排水管理处，福建 漳州 363000）

针对漳州市东区污水处理厂AB法工艺改造的目标，分析了AB法工艺的局限性，结合该污水处理厂AB法工程的现有设施，从技术上探讨了5种具有脱氮除磷功能的工艺改造方案的可行性，并得到了适合于该污水处理厂AB法工艺改造的方案。

污水处理厂;AB法;工艺改造

氮、磷植物营养元素随污水排放到水体，会引起水体的富营养化。随着人们对氮、磷危害的认识，去除污水中的氮、磷已日益受到重视，我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）严格限制了排放水中氮、磷的浓度，尤其是该标准的一级A标规定了磷在1.0mg/L以下，一级B标在1.5mg/L以下。这就要求污水处理厂必须采用脱氮除磷的工艺。生物脱氮除磷工艺可以同时去除有机污染物和氮、磷，因而在污水处理厂得到了广泛应用。而以前没有采用生物脱氮除磷工艺的污水处理厂，现在需要逐步改造，使其能够脱氮除磷。

漳州市东区污水处理厂一期工程于1999年建成，设计污水处理量为1×l05m3/d，由于当时的设计不要求脱氮除磷，所以采用了脱氮除磷功能较差的AB法工艺。鉴于今后须执行国家及地方的污水排放标准，要求污水处理厂出水氮、磷达标排放，故须对原有的AB法工艺进行改造。本文根据该厂原有的AB法工程现状，从理论上探讨了适合的改造工艺方案。

1 漳州市东区污水处理厂AB法工程现状

漳州市东区污水处理厂AB法A段吸附池为矩形推流式鼓风曝气池，水力停留时间平均为43min，中间沉淀池采用2座辐流式沉淀池，每个沉淀池的池深3m，池直径为45m，污水沉淀时间1.5h。B段曝气池是矩形推流式鼓风曝气池，水力停留时间4.3h，最终沉淀池采用4座辐流式沉淀池，池水深4m，池直径40m，污水沉淀时间3h。工程原设计进、出水水质如下表所示，但多年的运行表明，该出水水质虽达到了设计要求，但脱氮除磷效果不好。

东区污水处理厂进、出水水质设计值表

2 工程改造的目标

漳州市东区污水处理厂在环评验收后，为达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级B标准，即BOD5≤20mg/L、CODCr≤60mg/L、SS≤20mg/L、NH3-N≤8mg/L、TP≤1.5mg/L、TN≤20mg／L，该厂进行了工程技术改造，目标是：改造后的处理工艺具有脱氮除磷功能，同时改造工程能最大限度地利用现有设施，尽可能减少改造的工程量。

3 AB法工艺脱氮除磷的局限性

常规的AB法工艺可以去除氨氮，将氨氮转化为硝酸盐，完成硝化功能，但不能达到满意的反硝化脱氮效果。磷的去除率较低，出水的磷含量不能满足现在的排放标准要求。

4 改造工程工艺方案的选择

当AB法工艺需生物脱氮除磷时，通常的做法是将B段设计为具有脱氮除磷功能的A2/O工艺或氧化沟工艺等。对于本改造工程，因B段曝气池的水力停留时间只有4.3h，若最终沉淀池的功能不变，则不可能将B段改造成上述的脱氮除磷工艺。因而，在不对A、B段扩建的前题下，可以考虑其它方案。

4.1 ADMONT工艺

ADMONT工艺称为混合回流两阶段活性污泥法，该工艺流程图如下图所示。

ADMONT工艺流程图

ADMONT工艺具有很好的脱氮除磷功能。工艺通过上图中的循环Ⅰ，将具有反硝化菌和吸附碳源的A段活性污泥送至B段，使B段内丰富的硝化液脱氮，通过循环Ⅱ将B段含有硝化菌的活性污泥回流至A，使A段曝气池中存在的氨氮被硝化，从而实现了A段、B段的同时脱氮功能，降低了单位污水所需的池容。其次，ADMONT工艺根据生物除磷的基本原理，通过循环Ⅱ实现了活性污泥在处理系统中交替历经厌氧（或缺氧）和好氧过程，从而利用了系统中聚磷菌在厌氧条件下释磷、在好氧条件下过量摄磷的除磷功能，使系统的除磷效率大大提高。ADMONT工艺中的两个循环所输送的污泥量仅占进水量的3%左右，与A段和B段的污泥回流量相比是很小的，其对A段中短世代期、高吸附絮凝性生物相的影响是很小的。虽然对上述循环所形成的混合微生物组成、性质及其在处理过程中的作用还缺乏深入的微生物学的研究，但从有关的研究及实际运行的结果来看，该工艺可同时实现脱氮除磷功能，其已在奥地利ADMONT/HALL污水处理厂成功投入运行。ADMONT工艺在流程上与AB法相似，仅增加了两个循环，正是这两个循环，使工艺具有了脱氮除磷功能，适合于AB法工艺的改造，而且改造十分方便。只要在原AB工艺上多设两套污泥输送管道，而不必增加污泥泵的容量，即可将AB工艺改造成ADMONT工艺。因此ADMONT工艺可作为漳州东区污水厂一期工程AB法工艺改造的选择方案，该方案改造的工程量小，对于原有的构筑物不需作任何改动，也就是池容和生化池的设计参数都不变，只需在A、B段的污泥回流管道上各接出一段，分别伸至B、A段的生化池即可。

4.2 A2/O工艺及其改良型工艺

为了达到脱氮除磷的目的，传统的A2/O工艺及倒置的A2/O工艺、改良的A2/O工艺都可以结合该污水处理厂的实际情况予以考虑，传统的A2/O工艺由于回流污泥将硝酸盐带入厌氧池而影响了厌氧释磷，从而使除磷效率降低。倒置A2/O工艺和改良的A2/O工艺都是为克服传统A2/O工艺的弊端而开发的改良型工艺。前者将传统A2/O工艺的厌氧池和缺氧池的位置对调，即污水先经缺氧池，然后再流入厌氧池，形成缺氧-厌氧-好氧的流程。二次沉淀池的污泥回流将硝酸盐送入缺氧池，在该池反硝化菌将回流的硝酸盐反硝化脱氮，从而消除硝酸盐对后续厌氧释磷的影响。倒置A2/O工艺比较适合于旧厂改造。改良的A2/O工艺是在传统A2/O工艺的厌氧池前增加预缺氧池，二次沉淀池的污泥回流至预缺氧池，回流污泥带入的硝酸盐在预缺氧池进行反硝化，这样就排除了硝酸盐对厌氧池厌氧释磷的干扰。

漳州市东区污水处理厂AB法工艺能否改造为上述三种工艺，关键是看原有的构筑物容积能否满足上述三种工艺要求的反应池容积。根据该污水处理厂的设计进水水质及出水水质新要求，对于传统A2/O工艺，计算得到的缺氧池的停留时间需要2h左右，厌氧池需要1h左右。而该污水处理厂AB法的A段吸附池和中间沉淀池的停留时间总和为2.3h，B段曝气池的为4.3h。如果将AB法的A段的吸附池和中间沉淀池改为厌氧池和缺氧池，而B段的曝气池和最终沉淀池分别作为好氧池和二次沉淀池，那么，虽然好氧池的容积基本上满足要求。但吸附池和中间沉淀池的容积总和却不能满足厌氧池和缺氧池的总容积要求。而倒置A2/O工艺和改良A2/O工艺同样存在池容不足的问题，所以，从生化池的停留时间这一设计参数来看，若要改造成上述三种脱氮除磷工艺需要扩大池容，改造的工程量和费用较大。

4.3 强化AB法脱氮除磷功能的方案

通过运行方式的改变对AB法进行改进，可以达到强化AB法工艺脱氮除磷功能的目的。有研究将B段的曝气池改为间歇曝气，形成缺氧/厌氧/好氧的生物脱氮除磷环境，而A段的功能不变。由于有机物在A段被吸附去除，那么B段脱氮除磷所需的碳源不足，影响了脱氮除磷的效果。但当从系统外补充碳源后，间歇曝气以强化AB法脱氮除磷功能是可行的， 但该研究尚处于小试阶段，而且B段的水力停留时间较长，需要8h。可见，此方案对于该污水处理厂AB法工程的改造是不可取的。

4.4 A/O+化学除磷

上述分析已说明了A2/O脱氮除磷工艺及其改良型工艺由于池容不足不能用于该污水处理厂AB法工程改造，但是，从上面的计算结果可知，缺氧池需要的2h左右的停留时间与该污水处理厂AB法工艺A段的吸附池和中间沉淀池的总停留时间2.3h相当，因此，可以考虑将原AB法工艺的吸附池和中间沉淀池两池都改为缺氧池，而B段的曝气池仍作为好氧池，终沉池的功能不变。这样，原AB法工艺就改造成为缺氧/好氧的A/O脱氮工艺，而除磷则采用化学除磷。

4.5 悬浮填料生物反应器

悬浮填料生物反应器实际上是传统活性污泥法与生物膜相结合而组成的双生物体组分反应器。通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，以提高池中的生物量使处理效能得到大的提升。此工艺可以提高曝气池中的生物量，降低污泥负荷，有良好的N、P去除能力。悬浮填料生物处理系统运行稳定可靠，抗冲击负荷的能力强，脱氮除磷的效果好，是一种经济、高效的废水处理方法。该系统可以在不增加或扩建任何处理设施的情况下，显著提高处理效果，并可以通过对运行方式及运行参数的调整而实现不同的处理要求。针对我国部分早期建设的老污水处理厂处理效果不理想、用地紧张、资金不足与日益严格的出水排放标准矛盾的问题，悬浮填料处理系统无疑是非常合适的解决方法，应大力推广应用。但目前关于该系统基础理论的报道不多，对其反应机制尚无清晰的认识，在以后的研究与应用中需解决以下问题：

（1）反应动力学的研究

对于悬浮填料这种兼有生物膜和悬浮生物特点的处理系统动力学的研究还鲜见报道。所以应通过小、中、大等各种试验收集数据测定动力学常数，建立动力学表达式，为系统的设计运行提供依据。

（2）填料的相关研究

当前所使用的填料强度低，易磨损，需经常更换。以后应寻找价格更低廉，使用寿命长，易挂膜的材质来替代。另外对填料的化学性质，生物膜的脱落机制也应进行更深入的研究，以期能在填料上设计不同的结构区域，来适应不同的微生物群体的生长。

（3）减少能耗

填料的完全流化需要增加曝气量，所以应试验优化填料的最佳投配率、气水比等，尽量在满足使用要求的同时减少动力费用。

由于悬浮填料生物系统的生物相丰富，生物量大，因此在实际工程中应多组合其他工艺来处理成分复杂、难处理的废水。

Discussion on AB Process of Innovation Scheme in Zhangzhou Wastewater Treatment Plant

CHEN Yong-bin
(Zhangzhou City for Drainage Management, Zhangzhou Fujian 363000, China)

In accordance with the aim of innovation on the AB process in Zhangzhou eastern wastewater treatment plant,the paper analyzes the limitation of AB process and in combination with the available feasibility of the AB process of wastewater treatment plant. The paper discusses the feasibility of five process innovation schemes of nitrogen and phosphorous removal.The process innovation schemes fit for the AB process in wastewater treatment plant.

wastewater treatment plant; AB process; innovation

X703

A

1006-5377（2012）01-0039-03